崔貫勛, 郜繼紅

(1. 重慶理工大學(xué) 計算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院, 重慶 400054；2. 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計算機(jī)與通信工程學(xué)院, 江蘇 淮安 223003)

近年來,國家顯著增加了對高校實驗室建設(shè)資金的投入,使得高校實驗教學(xué)條件得到明顯改善。然而,對實驗教學(xué)硬件投入顯著增長的同時,實驗隊伍的人員數(shù)量和質(zhì)量并沒有得到明顯的變化,尤其在管理機(jī)制上還跟不上高等教育事業(yè)發(fā)展的步伐,一些實驗室依然存在較嚴(yán)重的安全隱患[1],甚至事故時有發(fā)生。然而，實驗室事故的發(fā)生并未引起對實驗室安全工作的高度重視，仍舊有80%的學(xué)生著裝不符合規(guī)定、有85%的學(xué)生不知道要用的藥品試劑如何保存與注意事項、40%的人不知道滅火器如何使用、還有88%表示不熟悉消防設(shè)施及安全通道。針對這一現(xiàn)象,教育部發(fā)布了一系列政策文件,督促各高校建立及完善實驗室安全管理制度,以便有效保障在校師生員工的生命、財產(chǎn)安全。其中教育部辦公廳《關(guān)于加強(qiáng)高校教學(xué)實驗室安全工作的通知》(教高廳[2017]2號)明確指出，“高校要建立教學(xué)實驗室的安全準(zhǔn)入制度,對進(jìn)入實驗室的師生必須進(jìn)行安全技能和操作規(guī)范培訓(xùn),未經(jīng)相關(guān)安全教育并取得合格成績者不得進(jìn)入教學(xué)實驗室。”

1 高校實驗室安全工作的現(xiàn)狀

1.1 缺乏實驗室安全知識,安全意識比較淡薄

近年來,實驗室安全越來越受到高校的重視,但仍然有待改進(jìn)。如教師的晉升及考核主要依據(jù)論文的級別和數(shù)量、項目經(jīng)費(fèi)、課時多少及學(xué)生評教分?jǐn)?shù)等容易量化的內(nèi)容,而安全方面只要不出事故考核就不受影響[2]。大學(xué)生在進(jìn)入高校前,大多缺少安全知識方面的學(xué)習(xí),甚至沒有掌握基本的安全常識。一些學(xué)生在實驗前沒有能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)的注意事項,有的不能嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行操作、安全意識比較淡薄,存在比較嚴(yán)重的安全隱患,給師生人身和財產(chǎn)造成較嚴(yán)重威脅。

1.2 安全制度不嚴(yán),檢查不力

近年來,盡管高校管理部門不斷加大實驗室的安全檢查工作的力度,但安全檢查有時是走過場，對于發(fā)現(xiàn)的問題不能立即采取措施加以解決，檢查工作在形式上過于繁瑣，安全檢查不能長期堅持，師生思想上安全意識的麻痹大意等現(xiàn)象較為普遍[3]。而對于一線的實驗室管理人員來說,似乎花再多的精力用于實驗室安全上也不能為自己晉升或考核加分,所以在一些實驗室存在有制度不依、有隱患不能及時加以排除的現(xiàn)象,實驗室人員也存有不會出事的僥幸心理。

1.3 缺乏應(yīng)急預(yù)案或者有預(yù)案成為擺設(shè)

有的學(xué)校,特別是一些民辦高校出于成本的考慮,對實驗室的安全投入嚴(yán)重不足,特別是消防器材、急救器材等,有的實驗室沒有足額配備這些器材,而有些實驗室配備了相應(yīng)的器材,但平時是鎖起來的,而鑰匙在保衛(wèi)處,一旦發(fā)生事故不能馬上投入使用[4]。甚至有少數(shù)高校未對實驗室人員采取有效的培訓(xùn),也沒有應(yīng)急預(yù)案,有些相關(guān)人員不會使用這些應(yīng)急器材,發(fā)生安全事故后,顯得束手無策而陷于被動局面。

1.4 缺乏專業(yè)化的管理人員

長期以來,高校重視引進(jìn)學(xué)科帶頭人、教學(xué)名師或有國家級稱號的人才,而實驗室則成為解決這些引進(jìn)人才家屬的去處,有些實驗室也成為安置轉(zhuǎn)業(yè)軍人、教職工家屬的場所[5]。在師資培訓(xùn)上,很多高校傾向于將資金投在專業(yè)教師梯隊建設(shè)上,對于安排實驗室教師隊伍安全培訓(xùn)學(xué)習(xí)的機(jī)會則很少,此外臨時工或?qū)W生到實驗室工作和值班的現(xiàn)象較為普遍,而這些人員良莠不齊,缺少規(guī)范的管理體系和必要的安全技能訓(xùn)練,應(yīng)急處理能力普遍較低,所以一些實驗室的安全管理水平不高。

1.5 危險品的購置與處理的多元化現(xiàn)象突出

實驗人員在購置危險品時關(guān)注更多的是價格,需要時給商家打一個電話就送到學(xué)校,由于供貨商多,也難以做到統(tǒng)一的規(guī)范化處理。危險品送到學(xué)校后,誰領(lǐng)用了多少、什么時候領(lǐng)用的、產(chǎn)生了多少廢棄物,沒有嚴(yán)格登記,有些學(xué)校由于經(jīng)費(fèi)緊張,對于產(chǎn)生的廢棄物未能進(jìn)行嚴(yán)格的環(huán)保處理,而是為了應(yīng)付檢查適當(dāng)處理一部分,大部分直接傾倒,嚴(yán)重污染了環(huán)境[6]。

2 系統(tǒng)的設(shè)計與實施

2.1 系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)

實驗室安全知識學(xué)習(xí)與考試系統(tǒng)在設(shè)計時使用如圖1所示的多層架構(gòu)開發(fā)模式,包括持久層、業(yè)務(wù)層、表示層和數(shù)據(jù)層[8]。持久層使用Hibernate框架實現(xiàn)；表示層使用MVC model2模式；視圖(V)采用Free marker；控制器(C)采用Spring MVC來實現(xiàn)MVC model2模式,可以讓系統(tǒng)程序數(shù)據(jù)的顯示與業(yè)務(wù)邏輯分離,并使得各模塊更加易于測試。

圖1 實驗室安全考試系統(tǒng)架構(gòu)

實驗室安全知識學(xué)習(xí)與考試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用基于J2EE的B/S架構(gòu),這種技術(shù)可以從代碼簡單重復(fù)中脫離出來,把主要精力投入到業(yè)務(wù)邏輯中,提高開發(fā)效率,它的預(yù)編譯和跨平臺兼容性也優(yōu)于PHP和ASP[7]。服務(wù)器采用多層結(jié)構(gòu)方式開發(fā),使用Hibernate + Spring MVC + Free marker構(gòu)建各子系統(tǒng),采用面向切面編程(aspect oriented programming,AOP)思想,可以使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰,系統(tǒng)更易維護(hù)和擴(kuò)展,降低系統(tǒng)耦合度并且提高了軟件可維護(hù)性。

2.2 系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程

為了便于不同用戶的使用需要,系統(tǒng)分為學(xué)生、教師和管理員3個角色,每個角色有獨(dú)立的功能菜單和相應(yīng)的權(quán)限,角色間相互隔離[9]。用戶在登錄時系統(tǒng)會自動識別所屬的角色,然后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的頁面呈現(xiàn)相應(yīng)的功能菜單,其業(yè)務(wù)流程如圖2所示。系統(tǒng)采用URL請求驗證機(jī)制,用戶只能訪問Action,不能直接訪問頁面。

圖2 實驗室安全學(xué)習(xí)與考試系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

2.3 系統(tǒng)的主要功能

實驗室安全知識學(xué)習(xí)與考試系統(tǒng)面向高校實驗室使用人員,采用基于J2EE的B/S架構(gòu)設(shè)計,系統(tǒng)用戶角色包括學(xué)生、教師、管理員等[10],其主要功能包括資源維護(hù)、試題錄入導(dǎo)入、培訓(xùn)計劃制定、考試安排、考試監(jiān)控、自動評分和人工評分等功能。

(1) 資料建設(shè)與管理。指對培訓(xùn)、考試的基礎(chǔ)資源的管理,包括了學(xué)習(xí)資源、課程、試題、試卷、測驗的管理,其中學(xué)習(xí)資源類型包括文檔、圖片、動畫、視頻、虛擬仿真,試題格式均采用國際標(biāo)準(zhǔn)。

(2) 培訓(xùn)計劃。教師可以將已經(jīng)創(chuàng)建好的課程、測驗以培訓(xùn)計劃的形式安排給需要參加安全培訓(xùn)的學(xué)生或教師,培訓(xùn)計劃支持有效期設(shè)置,即開始時間、結(jié)束時間設(shè)置,可對計劃內(nèi)課程、測驗設(shè)置先后學(xué)習(xí)順序,為培訓(xùn)對象設(shè)置循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)過程,使其更好地接受學(xué)習(xí)內(nèi)容[11]。

(3) 考試管理。教師在考試管理可以維護(hù)考試信息,安排參加考試人員,考試支持有效時間、考試時長、及格線設(shè)置[12],考試完畢計算機(jī)自動閱卷,教師發(fā)布成績,學(xué)員可以查看成績、打印合格證書。

(4) 學(xué)習(xí)中心。學(xué)生可以參加教師安排的培訓(xùn)計劃,完成課程學(xué)習(xí)及測驗。

(5) 考試管理。管理員或教師可以設(shè)置安全考試,學(xué)生參加教師或管理員已經(jīng)安排的考試,考試合格后,可以下載或打印合格證書[13]。

(6) 統(tǒng)計分析。多維度統(tǒng)計數(shù)據(jù),包括學(xué)習(xí)資源統(tǒng)計、試題統(tǒng)計、培訓(xùn)統(tǒng)計、考試統(tǒng)計以及大數(shù)據(jù)統(tǒng)計等,同時支持統(tǒng)計數(shù)據(jù)導(dǎo)出。

(7) 問卷調(diào)查。支持實名或匿名2種問卷形式,方便教師、學(xué)校及時搜集學(xué)生對培訓(xùn)的反饋情況。

(8) 系統(tǒng)管理。系統(tǒng)管理可以設(shè)置角色的權(quán)限、批量導(dǎo)入導(dǎo)出用戶、成績、題庫等數(shù)據(jù)。

(9) 用戶管理。個人中心主要功能是維護(hù)個人資料,收發(fā)消息。

2.4 題庫建設(shè)

不同專業(yè)的學(xué)生開設(shè)的實驗課程有較大的差異,需要的安全知識也就不盡相同,經(jīng)過查閱相關(guān)文獻(xiàn),設(shè)計了如表1所示的實驗室安全考試系統(tǒng)的題庫。

表1 實驗室安全考試系統(tǒng)題庫組成

2.5 系統(tǒng)運(yùn)行所需的環(huán)境

為了確保系統(tǒng)穩(wěn)定、流暢地運(yùn)行,無論是服務(wù)器，還是客戶機(jī)需要一定的技術(shù)參數(shù),具體如表2所示。對于規(guī)模大的高校,從可靠性和安全性的角度考慮,可以采取雙機(jī)并行運(yùn)行的方式，并提高服務(wù)器的技術(shù)參數(shù)。

表2 實驗室安全考試系統(tǒng)硬件環(huán)境需求

3 系統(tǒng)特色

(1) 內(nèi)容生動。引入微仿真資源,將抽象學(xué)習(xí)內(nèi)容具體化,方便學(xué)生更好理解與掌握,并運(yùn)用最先進(jìn)的三維仿真技術(shù),支持多媒體編輯提高培訓(xùn)效果。

(2) 符合國家政策。涵蓋《關(guān)于開展高?？蒲袑嶒炇野踩芾憩F(xiàn)場檢查通知》(教技發(fā)中心函[2015]149號)對高校實驗室安全教育檢查項的要求。

(3) 覆蓋范圍廣。系統(tǒng)可供全校師生使用,并可集成到學(xué)校一卡通、教學(xué)教務(wù)等系統(tǒng)中。

(4) 資源共享。系統(tǒng)針對實驗室安全管理和知識培訓(xùn)整體需求設(shè)計,更加注重實際培訓(xùn)效果,可實現(xiàn)實驗室內(nèi)外、本學(xué)校更廣范圍內(nèi)的教學(xué)資源共享。

(5) 無時間與空間限制,節(jié)約環(huán)保。只要能夠鏈入互聯(lián)網(wǎng),隨時隨地可以接受培訓(xùn),充分利用碎片時間,無搶座占座困擾,并且線上考試,避免紙質(zhì)化考試因印刷、考場準(zhǔn)備、監(jiān)考、閱卷而造成的人力、財力資源的浪費(fèi)[14]。

(6) 所見即所得。試題、試卷錄入采用所見即所得方式,教師編輯試題、試卷時的樣式與考生考試所見樣式一致。

(7) 采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)。提供多種數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出功能,方便數(shù)據(jù)收集、分析和統(tǒng)計,并能及時了解全校師生實驗室安全知識掌握情況。

4 系統(tǒng)實施的效果

實驗室安全知識學(xué)習(xí)與考試系統(tǒng)已經(jīng)在我校相關(guān)院系的近3 000名本科生及研究生中正式使用,取得了良好效果,師生實驗室安全意識得到有效提升、師生實驗安全素養(yǎng)得到較大提高、實驗操作規(guī)范化程度得到極大改善、應(yīng)急處理能力得到顯著增強(qiáng)。

(1) 實驗室安全知識學(xué)習(xí)的效果顯著提升。學(xué)生通過反復(fù)強(qiáng)化練習(xí)通過考試,掌握了安全知識,提高了安全技能,相比傳統(tǒng)的只是在實驗室宣讀安全規(guī)則的方式,安全知識學(xué)習(xí)的效果顯著提高。

(2) 實驗室安全知識學(xué)習(xí)的效率和可操作性顯著提高?；ヂ?lián)網(wǎng)+教育的模式便于對大批量學(xué)生同時開展安全知識學(xué)習(xí),不需要專門的場地,計算機(jī)自動評閱試卷,省去了教師的批改工作,提高了實驗室安全知識學(xué)習(xí)的效率。

(3) 安全知識學(xué)習(xí)的方式得到優(yōu)化。無論校內(nèi)校外,也無論是計算機(jī)、平板機(jī)還是手機(jī),學(xué)生只要鏈網(wǎng)都可隨時進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)生通過文字閱讀、視頻瀏覽、事故案例呈現(xiàn)以及模擬考試等形式完成安全知識學(xué)習(xí)[15]。另外,學(xué)生系統(tǒng)提供的模擬考試能夠反復(fù)練習(xí)，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果,同時通過隨機(jī)組卷策略避免作弊行為。

(4) 對學(xué)生管理的精度得到了加強(qiáng)。通過安全知識學(xué)習(xí)管理系統(tǒng),可以為不同專業(yè)的學(xué)生制定相應(yīng)的題庫、考核方式和考核時間,還可隨時查閱每個人的學(xué)習(xí)進(jìn)度、考核結(jié)果等,這樣可以精確管理到個人。

(5) 校園安全文化建設(shè)得到推動。實驗室安全文化是校園安全文化的重要組成部分,系統(tǒng)為進(jìn)一步深化和推進(jìn)學(xué)校安全穩(wěn)定工作的整體水平,使安全知識學(xué)習(xí)工作更加系統(tǒng)、規(guī)范和制度化。

5 結(jié)語

實驗室安全知識學(xué)習(xí)與考試系統(tǒng)作為開展實驗室安全教育的重要載體,教育方式得到了創(chuàng)新、教育效果得到提升。我校師生自從通過該系統(tǒng)強(qiáng)化實驗安全知識學(xué)習(xí)以來,豐富了安全知識、掌握了必備的實驗室安全技能、提高了實驗操作能力和風(fēng)險防范能力,未發(fā)生實驗安全事故,保障了師生的人身和財產(chǎn)安全。

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